JP2009119968A - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】二輪車用空気入りタイヤにおいて、他性能を低下させることなく大キャンバー領域でのグリップを向上する。
【解決手段】トレッド部２４のタイヤ赤道面からトレッド端２４Ｅまでのトレッド表面距離をＬ、交錯ベルト層１８の外周側に配置したスパイラルベルト層２０のタイヤ赤道面からベルト端までの長さをＢ３としたときに、０．５Ｌ≦Ｂ３≦０．８Ｌを満足することで高速直進時に高い安定性が得られる。トレッド端側には拘束力の強いスパイラルベルト層２０が無いため、大キャンバー領域にて接地面積が確保され、高いグリップが得られる。トレッド端側の領域では、周方向に対する交錯ベルト層１８のコード１９の角度を小さくすることで上記接地面積を確保しつつ、スタンディングウェーブを抑制するに必要な拘束力が得られる。タイヤ赤道面側の領域では、コード１９の角度を大きくすることで拘束力が高くなり過ぎず、直進走行時の発熱が抑えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、二輪車用空気入りタイヤにかかり、特に、高速走行に適した二輪車用空気入りタイヤに関する。

近年のレース用二輪車は、ラップタイムの短縮を達成するためにコーナリングスピードが年々高くなる傾向にある。そのため、キャンバーもより深く（大きく）なってきており、その領域（大キャンバー角領域）でのグリップへの要求が高いものになっている。

近年、二輪車用タイヤの主流になっているスパイラルベルト層は高速直進性時の安定性を向上するために有効であり、その結果はレース用二輪車についても認められている。
スパイラルベルトを用いた二輪車用空気入りタイヤとしては、例えば、特許文献１，２に開示されている。
特開平０５−５０４３１４号公報 特開平０９−１１８１０９号公報

しかしながら、スパイラルベルトを用いた場合、タイヤ周方向に対しての拘束が強すぎることにより、大キャンバー領域での接地面積（接地長）が小さくなってしまい、コーナリング時のグリップの向上が困難であった。
そこで、スパイラルベルトをトレッドの中央側のみに配置してトレッド端側に配置しない構成にすれば、スパイラルベルトの拘束が無くなったトレッド端側では、大キャンバー領域において接地面積を増加できると考えられるが、トレッド部はトレッド端側の面外曲げ剛性が不足してしまい、それが原因で高い荷重がかかった場合にスタンディングウェーブを発生させてタイヤ故障に至る懸念がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、他性能を低下させることなく、大キャンバー領域でのグリップを向上可能な二輪車用空気入りタイヤの提供を目的とする。

請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤは、左右１対のビードコアにトロイド状に跨る少なくとも１枚のプライからなるカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のコードを含むベルトプライの２枚以上からなり、互いに隣接する前記ベルトプライの前記コードがタイヤ周方向に対して互いに反対方向に傾斜した交錯ベルト層と、前記交錯ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され螺旋状に巻回されるコードを含むスパイラルベルト層と、前記スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、トレッド部を構成するトレッドゴム層と、を備え、タイヤ周方向に対する前記ベルトプライのコードの角度が、ベルト端側がタイヤ赤道面側よりも小さく設定され、前記交錯ベルト層の幅が前記スパイラルベルト層よりも広く設定され、前記トレッド部のタイヤ赤道面からトレッド端までのトレッド表面距離をＬ、前記スパイラルベルト層のタイヤ赤道面からプライ端までの長さをＢとしたときに、０．５Ｌ≦Ｂ≦０．８Ｌを満足する、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤでは、０．５Ｌ≦Ｂ≦０．８Ｌを満足するように周方向の拘束力（タガ効果）が強いスパイラルベルト層を配置しているので、高速直進時の高い安定性が確保されている。

一方、高速コーナリング時（大キャンバー領域）においては、トレッド部はトレッド端付近（タイヤ赤道面から０．８Ｌの位置よりもがトレッド端側）が接地する。
タイヤ赤道面から０．８Ｌの位置よりもトレッド端側においては、拘束力の強いスパイラルベルト層が配置されていないため、スパイラルベルト層の配置されている部位に比較し接地面積（接地長）を大きくとることができ、高速コーナリング時に高いグリップが得られる。また、高速コーナリング時において接地面積（接地長）を大きくとることができるため、単位面積当たりの接地圧が低下し耐摩耗性が向上する。

また、トレッド部では、タイヤ赤道面から０．８Ｌの位置よりもトレッド端側の領域に拘束力の強いスパイラルベルト層が配置されていないが、該領域の交錯ベルト層では、タイヤ周方向に対するコードの角度がタイヤ赤道面側に比較的して小さいため、上述した接地面積は確保しつつ、スタンディングウェーブを抑制するに必要な拘束力（タガ効果）が得られる。

さらに、この二輪車用空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に対する交錯ベルト層のコードの角度が、トレッド端側よりタイヤ赤道面側で大きくなっているので、交錯ベルト層の拘束力（タガ効果）をトレッド端側よりもタイヤ赤道面側を弱くでき、トレッド部のタイヤ赤道面側においてスパイラルベルト層と交錯ベルト層による拘束力が強くなり過ぎることを抑え、高速直進走行時の発熱を抑えることができる。このため、高い高速耐久性が得られようになる。
このように、請求項１の二輪車用空気入りタイヤでは、スタンディングウェーブ、高速耐久性等の他性能を悪化させることなく、高速コーナリング時（大キャンバー角時）のグリップを向上できる。

ここで、０．５Ｌ＞Ｂとなると、大キャンバー時にスパイラルベルト層が接地面に存在しなくなり、コーナリング時の安定性が悪化する。
一方、Ｂ＞０．８Ｌとなると、大キャンバー時にスパイラルベルト層が接地面の大半を占めてしまい、大キャンバー時のグリップの向上が十分に得られなくなる。
なお、プライの「長さ」とは、プライが曲線状であれば、曲線に沿って計測した寸法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤにおいて、前記交錯ベルト層のコードは、タイヤ周方向に対する角度がタイヤ赤道面において４５〜１００°の範囲内である、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。
タイヤ赤道面において、タイヤ周方向に対する交錯ベルト層のコードの角度が４５°未満になると、交錯ベルト層の拘束力（タガ効果）がタイヤ赤道面付近で強くなり過ぎ、高速直進走行時の発熱に対して不利になる。
一方、タイヤ赤道面において、タイヤ周方向に対する交錯ベルト層のコードの角度が１００°を超えると、９０°を超えた部分でコードの傾斜方向が逆となることになり、ベルトプライを製造する際にコードが曲げ難く、交錯ベルト層を製造し難くなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の二輪車用空気入りタイヤにおいて、前記交錯ベルト層のコードは、タイヤ周方向に対する角度が前記スパイラルベルト層の端部とトレッド端との中間位置において２０〜８０°の範囲内である、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。
前記スパイラルベルト層の端部とトレッド端との中間位置において、タイヤ周方向に対する交錯ベルト層のコードの角度が２０°未満になると、交錯ベルト層の拘束力（タガ効果）がトレッド端側で強くなり過ぎ、大キャンバー領域でのグリップを確保するに必要な接地面積を確保できなくなる。
一方、前記スパイラルベルト層の端部とトレッド端との中間位置において、タイヤ周方向に対する交錯ベルト層のコードの角度が８０°を超えると、交錯ベルト層の拘束力（タガ効果）が小さくなり過ぎ、スタンディングウェーブを抑制することが出来なくなる。

以上説明したように本発明の二輪車用空気入りタイヤは上記の構成としたので、大キャンバー領域でのグリップの向上と、スタンディングウェーブの発生抑制とを両立できる、という優れた効果を有する。

以下、本発明の二輪車用空気入りタイヤの一実施形態を図１乃至図３にしたがって説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１２のビードコア１４にトロイド状に跨る少なくとも一層のカーカス１６と、カーカス１６のタイヤ径方向外側に配置された交錯ベルト層１８と、交錯ベルト層１８のタイヤ径方向外側に配置されたスパイラルベルト層２０と、スパイラルベルト層２０のタイヤ径方向外側に配置された補助ベルト層２２を備えている。
補助ベルト層２２のタイヤ径方向外側には、トレッド部２４を形成するトレッドゴム層２６が配置されており、カーカス１６のタイヤ幅方向外側にはサイドゴム層３０が配置されている。

本実施形態の交錯ベルト層１８は、タイヤ径方向内側に配置されている第１ベルトプライ１８Ａと、第１ベルトプライ１８Ａのタイヤ径方向外側に配置されている第２ベルトプライ１８Ｂの２枚のベルトプライで構成される。
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１ベルトプライ１８Ａ、及び第２ベルトプライ１８Ｂは、互いに平行に並べた複数本のコード１９をコーティングゴムで被覆したものであり、第１ベルトプライ１８Ａのコード１９、及び第２ベルトプライ１８Ｂのコード１９は、タイヤ赤道面ＣＬに対して互いに反対方向に傾斜している。なお、ベルトプライのコード１９としては、例えば、芳香族ポリアミドコード等を用いることができる。

図２（Ａ）に示すように、本実施形態の第１ベルトプライ１８Ａのコード１９は、タイヤ外周側から見て全体的に左上がりに傾斜しており、タイヤ周方向に対する角度がタイヤ赤道面ＣＬよりもベルト端側で小さくなるように曲線状に形成されている。タイヤ周方向に対する第１ベルトプライ１８Ａのコード１９の角度は、タイヤ赤道面ＣＬでは４０〜１００°（αｃ）の範囲内が好ましく、スパイラルベルト層２０の端部とトレッド端２４Ｅとの中間位置では２０〜８０°（αｓ）の範囲内が好ましい。
図２（Ｂ）に示すように、第２ベルトプライ１８Ａのコード１９は、第１ベルトプライ１８Ａのコード１９とは反対方向に傾斜するように配置されており、全体的に右上がりに傾斜している。第１ベルトプライ１８Ａのコード１９の傾斜角度の規定は、第１ベルトプライ１８Ａのコード１９と同様である。
なお、図３には、第１ベルトプライ１８Ａのコード１９と、第２ベルトプライ１８Ａのコード１９と、後述するスパイラルベルト層２０のコード２１とを重ねた状態が模式的に示されている。
図１に示すように、トレッド部２４のタイヤ赤道面ＣＬからトレッド端２４Ｅまでのトレッド表面距離をＬ、第１ベルトプライ１８Ａのタイヤ赤道面ＣＬからプライ端までの長さをＢ１、第２ベルトプライ１８Ｂのタイヤ赤道面ＣＬからプライ端までの長さをＢ２としたときに、０．７Ｌ≦Ｂ１≦１．２Ｌ、及び０．７Ｌ≦Ｂ２≦１．２Ｌを満足することが好ましい。

図１，３に示すように、スパイラルベルト層２０は、１本のコード２１を被覆ゴム中に埋設してなるゴム被覆コード（または複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層）を螺旋状に巻回した構成のものである。なお、スパイラルベルト層２０のコード２１としては、例えば、芳香族ポリアミドコード等を用いることができる。
図１に示すように、トレッド部２４のタイヤ赤道面ＣＬからトレッド端２４Ｅまでのトレッド表面距離をＬ、スパイラルベルト層２０のタイヤ赤道面ＣＬからベルト端までの長さをＢ３としたときに、０．５Ｌ≦Ｂ３≦０．８Ｌを満足することが好ましい。

補助ベルト層２２は、タイヤ周方向に対する角度が９０±５°とされた複数本のコードをコーティングゴムで被覆したものである。補助ベルト層２２はスパイラルベルト層２０を完全に覆う幅に形成されている。なお、補助ベルト層２２のタイヤ赤道面ＣＬからベルト端までの長さをＢ４としたときに、０．７Ｌ≦Ｂ４≦１．２Ｌを満足することが好ましい。

本実施形態のトレッドゴム層２６は、路面と接するキャップゴム層２６Ｃと、キャップゴム層２６Ｃのタイヤ径方向内側に配置されるベースゴム層２６Ｂとを備えるキャップ・ベース構造である。本実施形態のベースゴム層２６Ｂは、タイヤ赤道面ＣＬ側にのみ配置され、トレッド端側には配置されていないが、トレッド端側へ延びていても良い。また、ベースゴム層２６Ｂは、タイヤ赤道面側で厚く、トレッド端側で薄くする等、部分的に厚さを変えても良い。

ここで、キャップゴム層２６Ｃはベースゴム層２６Ｂよりも耐摩耗性に優れたゴムから構成され、ベースゴム層２６Ｂはキャップゴム層２６Ｃよりも低発熱性のゴムから構成されている。より具体的には、ベースゴム層２６Ｂには、キャップゴム層２６Ｃよりも損失正接ｔａｎδが小さいゴムが用いられている。

（作用）
次に、本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０の作用を説明する。
本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０では、０．５Ｌ≦Ｂ３≦０．８Ｌを満足するように周方向の拘束力が強いスパイラルベルト層２０をカーカス１６の交錯ベルト層１８の外周側に配置しているので、高速直進時において高い安定性が得られる。

高速コーナリング時（大キャンバー領域）においては、トレッド部２４のトレッド端付近が接地するが、タイヤ赤道面ＣＬから０．８Ｌの位置よりもトレッド端側においては、スパイラルベルト層２０が配置されておらず、交錯ベルト層１８のみが配置されているため、スパイラルベルト層２０と交錯ベルト層１８の両方が配置されているタイヤ赤道面側のトレッドセンター領域に比較し接地面積（接地長）を大きくとることができ、高速コーナリング時に高いグリップが得られる。さらに、高速コーナリング時において接地するトレッド部２４のトレッド端付近での接地面積が大きくなるため、単位面積当たりの接地圧が低下し、耐摩耗性も向上する。

なお、トレッド部２４では、タイヤ赤道面ＣＬから０．８Ｌの位置よりもトレッド端側の領域に拘束力の強いスパイラルベルト層２０は配置されていないが、該領域の交錯ベルト層１８では、タイヤ周方向に対するコード１９の角度がタイヤ赤道面側に比較的して小さいため、上述した接地面積は確保しつつ、スタンディングウェーブを抑制するに必要な拘束力（タガ効果）が得られる。

なお、直進時に接地するトレッド部２４のタイヤセンター領域では、交錯ベルト層１８とスパイラルベルト層２０とが重なっているので、交錯ベルト層１８のみの領域に比較して発熱に対して不利ではあるが、タイヤ周方向に対する交錯ベルト層１８のコード１９の角度をトレッド端側よりも大きくして、該コード１９の方向をタイヤ幅方向に近づけているので、交錯ベルト層１８自体の拘束力（タガ効果）はさほど大きくなく、スパイラルベルト層２０と組み合わせた拘束力も高くなり過ぎることが無い。このため、高速直進走行時のタイヤセンター領域の発熱を抑えることができる。

このように、本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０では、ベルト構造を見直すことで、スタンディングウェーブ、高速耐久性等の他性能を悪化させることなく、高速コーナリング時（大キャンバー角時）のグリップを向上でき、ロードレース車両に用いるのに好適である。
なお、本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０では、トレッド部２４のタイヤセンター領域に低発熱性のベースゴム層２６Ｂを配置しているので、発熱に対してさらに有利な構成となっている。

また、本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０では、スパイラルベルト層２０が、タイヤ周方向に対する角度が９０±５°とされたコードを含む補助ベルト層２２で完全に覆われているので、スパイラルベルト層２０の端部からのセパレーション故障を抑制することができる。なお、補助ベルト層２２のコードは、タイヤ周方向に対する角度が９０±５°、即ち、タイヤ幅方向に延びているので、周方向の剛性に与える影響が少ないので、交錯ベルト層１８の周方向の動きを抑制することも無い。

ここで、０．５Ｌ＞Ｂ３となると、大キャンバー時にスパイラルベルト層２０が接地面に存在しなくなり、コーナリング時の安定性が悪化する。
一方、Ｂ＞３０．８Ｌとなると、大キャンバー時にスパイラルベルト層２０が接地面の大半を占めてしまい、大キャンバー時のグリップの向上が十分に得られなくなる。

次に、タイヤ赤道面ＣＬにおいて、タイヤ周方向に対するコード１９の角度が４５°未満になると、交錯ベルト層１８の拘束力（タガ効果）がタイヤ赤道面付近で強くなり過ぎ、高速直進走行時の発熱に対して不利になる。
一方、タイヤ赤道面ＣＬにおいて、タイヤ周方向に対するコード１９の角度が１００°を超えると、９０°を超えた部分でコードの傾斜方向が逆となることになり、ベルトプライを製造する際にコードが曲げ難く、交錯ベルト層を製造し難くなる。

次に、スパイラルベルト層２０の端部とトレッド端２４Ｅとの中間位置において、タイヤ周方向に対するコード１９の角度αｓが２０°未満になると、交錯ベルト層１８の拘束力（タガ効果）がトレッド端側で強くなり過ぎ、大キャンバー領域でのグリップを確保するに必要な接地面積を確保できなくなる。
一方、スパイラルベルト層２０の端部とトレッド端２４Ｅとの中間位置において、タイヤ周方向に対するコード１９の角度αｓが８０°を超えると、トレッド端側において交錯ベルト層１８の拘束力（タガ効果）が小さくなり過ぎ、スタンディングウェーブを抑制することが出来なくなる。

なお、上記実施形態では交錯ベルト層が２層であったが、場合によっては３層以上であっても良い。
また、上記実施形態は本発明の一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、本発明の適用された実施例のタイヤ２種、及び、従来例のタイヤ３種を用意し、排気量１０００ｃｃのレース用二輪車を用いてサーキットにて実車試験を行い、コーナリンググリップ、及びコーナリング時安定性の評価を行うと共に、室内ドラム試験機によってスタンディングウェーブ、及び高速耐久性の試験を行った。

実施例１、２：前述した実施形態で説明したように、交錯ベルト層のコードの角度がタイヤ赤道面側で大きく、トレッド端側で小さく設定された構造の二輪車用空気入りタイヤである。なお、実施例１と実施例２とでは、以下の表１に示す様にコードの角度が異なる。
従来例１〜３：交錯ベルト層のコードの角度が一定とされた構造の二輪車用空気入りタイヤである。従来例１〜３は、以下の表１に示す様に各々コードの角度、スパイラルベルト層の幅が異なる。
なお、試験タイヤのタイヤサイズは何れも１９０／５５Ｒ１７Ｍ／Ｃであり、トレッド部のタイヤ赤道面からトレッド端までのトレッド表面距離Ｌは１２０ｍｍである。

コーナリンググリップ、及びコーナリング時安定性の評価は、ライダーがフィーリングにより１０点満点法で各タイヤを評価した。
・スタンディングウェーブ：スタンディングウェーブ発生速度でのライダーによるフィーリング評価。
・高速耐久性：ＪＩＳ規格に準じたドラム試験法による。速度を一定時間毎にステップアップして行き、タイヤが故障する前の速度で評価した。評価は１０点満点評価とし、８点を基準に、１点を５ｋｍ／ｈとした。例えば、２点は、５×（８−２）＝３０ｋｍ／ｈであり、８点のものに比較して耐久速度が３０ｋｍ／ｈ低いことになる。
結果は以下の表２に示す通りである。

試験の結果から、本発明の適用された実施例１，２のタイヤは、コーナリンググリップ、コーナリング時安定性、スタンディングウェーブの抑制、高速耐久性を両立できていることが分かる。

本発明の一実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図である。 （Ａ）は第１ベルトプライを模式的に記載した平面図（コードのみ記載）であり、（Ｂ）は第２ベルトプライを模式的に記載した平面図（コードのみ記載）である。 第１ベルトプライ、第２ベルトプライ、及びスパイラルベルト層の各々のコードを重ねた状態を示す模式図である。 （Ａ）は従来例のタイヤの第１ベルトプライを模式的に記載した平面図（コードのみ記載）であり、（Ｂ）従来例のタイヤの第２ベルトプライを模式的に記載した平面図（コードのみ記載）である。 従来例のタイヤの第１ベルトプライ、第２ベルトプライ、及びスパイラルベルト層の各々のコードを重ねた状態を示す模式図である。

符号の説明

１０ 二輪車用空気入りタイヤ
１２ ビード部
１４ ビードコア
１６ カーカス
１８Ａ 第１ベルトプライ
１８Ｂ 第２ベルトプライ
１８ 交錯ベルト層
１９ コード
２０ スパイラルベルト層
２２ 補助ベルト層
２４ トレッド部
２６ トレッドゴム層
２６Ｃ キャップゴム層
２６Ｂ ベースゴム層
Ｌ レッド表面距離

Claims (3)

1. 左右１対のビードコアにトロイド状に跨る少なくとも１枚のプライからなるカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のコードを含むベルトプライの２枚以上からなり、互いに隣接する前記ベルトプライの前記コードがタイヤ周方向に対して互いに反対方向に傾斜した交錯ベルト層と、
   前記交錯ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され螺旋状に巻回されるコードを含むスパイラルベルト層と、
   前記スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、トレッド部を構成するトレッドゴム層と、を備え、
   タイヤ周方向に対する前記ベルトプライのコードの角度が、ベルト端側がタイヤ赤道面側よりも小さく設定され、
   前記交錯ベルト層の幅が前記スパイラルベルト層よりも広く設定され、
   前記トレッド部のタイヤ赤道面からトレッド端までのトレッド表面距離をＬ、前記スパイラルベルト層のタイヤ赤道面からプライ端までの長さをＢとしたときに、０．５Ｌ≦Ｂ≦０．８Ｌを満足する、ことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記交錯ベルト層のコードは、タイヤ周方向に対する角度がタイヤ赤道面において４５〜１００°の範囲内である、ことを特徴とする請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
3. 前記交錯ベルト層のコードは、タイヤ周方向に対する角度が前記スパイラルベルト層の端部とトレッド端との中間位置において２０〜８０°の範囲内である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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